8/105.1生態(tài)工程的基本原理一、學習目標1.簡述生態(tài)工程的概念，關注生態(tài)工程的建設。2.簡述生態(tài)工程的原理，舉例說出各原理的內容。3.嘗試運用生態(tài)工程原理，分析生態(tài)環(huán)境問題及解決對策。二、學習重難點1.學習重點生態(tài)工程的基本原理。2.學習難點生態(tài)工程的系統(tǒng)學和工程學原理。三、導學誘思（一）生態(tài)工程的建設1．概念人類應用等學科的基本原理和方法，通過系統(tǒng)設計、調控和技術組裝，對已破壞的生態(tài)環(huán)境進行，對造成的傳統(tǒng)生產(chǎn)方式進行改善，并提高生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)力，從而促進和諧發(fā)展。2．目的遵循自然界的規(guī)律，充分發(fā)揮資源的生產(chǎn)潛力，防止環(huán)境污染，達到和的同步發(fā)展。3．特點與傳統(tǒng)工程相比，生態(tài)工程是一類、多效益、的工程體系。4．產(chǎn)生原因傳統(tǒng)經(jīng)濟模式毀壞水、、土壤和，消耗地球贈給我們的自然資本。5．生態(tài)經(jīng)濟(1)原則：“”。(2)特點：一個系統(tǒng)產(chǎn)出的，能夠成為本系統(tǒng)或另一個系統(tǒng)的，從而實現(xiàn)廢棄物的資源化。(3)手段：。（二）生態(tài)工程所遵循的基本原理1．物質循環(huán)再生原理(1)概念：物質能夠在各類生態(tài)系統(tǒng)中進行和，循環(huán)往復，，從而達到取之不盡、用之不竭的效果。(2)理論基礎：生態(tài)系統(tǒng)的。(3)實例——無廢棄物農(nóng)業(yè)。2．物種多樣性原理(1)內容：物種繁多而復雜的生態(tài)系統(tǒng)具有較高的，可以在有限的資源條件下，產(chǎn)生或容納更多的，提高系統(tǒng)生產(chǎn)力。(2)理論基礎：生態(tài)系統(tǒng)的。(3)實例：①反面：遼寧西部章古臺地區(qū)的樟子松林，由于沒有一條昆蟲與其天敵相生相克的食物鏈，松毛蟲肆虐一時。②正面：由珊瑚蟲和某些藻類共生組成的珊瑚礁區(qū)，物種繁多，系統(tǒng)穩(wěn)定。3．協(xié)調與平衡原理(1)理論基礎：生物與環(huán)境的。(2)處理好生物與環(huán)境的協(xié)調與平衡，需要考慮，又稱環(huán)境容納量，它是指某種環(huán)境所能養(yǎng)活的生物種群的數(shù)量。4．整體性原理(1)理論基礎：系統(tǒng)復合體。（如下圖）(2)合理應用：在進行生態(tài)工程建設時，不但要考慮的規(guī)律，更重要的是，還要考慮到等系統(tǒng)的影響力。(3)意義：只有應用整體性原理，才能統(tǒng)一協(xié)調、、之間的關系，保障生態(tài)系統(tǒng)的平衡和穩(wěn)定。5．系統(tǒng)學和工程學原理(1)系統(tǒng)的結構決定功能原理：①理論基礎：優(yōu)于集中式和環(huán)式。②合理應用：生態(tài)工程需要考慮系統(tǒng)內部不同組分之間的結構，通過改變和，達到改善系統(tǒng)功能的目的。在的結構中，一般局部故障，不至于造成整個網(wǎng)絡的癱瘓。(2)系統(tǒng)整體性原理：①理論基礎：整體功能大于部分之和。②合理應用：系統(tǒng)的各組分之間要有適當?shù)谋壤P系，只有這樣才能順利完成能量、物質、信息等的，并且實現(xiàn)的效果，即“1＋1>2”。四、知識點解析1.生態(tài)工程的五大原理項目理論基礎意義實例物質循環(huán)再生原理物質循環(huán)可避免環(huán)境污染及其對系統(tǒng)穩(wěn)定和發(fā)展的影響無廢棄物農(nóng)業(yè)生物多樣性原理生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性生物多樣性程度高，可提高系統(tǒng)的抵抗力穩(wěn)定性“三北”防護林建設中的單純林問題、珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)的生物多樣性問題協(xié)調與平衡原理生物與環(huán)境的協(xié)調與平衡生物數(shù)量不超過環(huán)境承載力，可避免系統(tǒng)的失衡和破壞太湖富營養(yǎng)化問題整體性原理社會、經(jīng)濟、自然復合系統(tǒng)統(tǒng)一協(xié)調各種關系，保障系統(tǒng)的平衡與穩(wěn)定林業(yè)建設中自然系統(tǒng)與社會、經(jīng)濟系統(tǒng)的關系問題系統(tǒng)學和工程學原理系統(tǒng)的結構決定功能原理：分布式優(yōu)于集中式和環(huán)式改善和優(yōu)化系統(tǒng)的結構以改善功能桑基魚塘系統(tǒng)整體性原理：整體大于部分保持系統(tǒng)很高生產(chǎn)力珊瑚礁藻類和珊瑚蟲的關系【提醒】①生態(tài)工程的建設應遵循以上五個原理，但不同的生態(tài)系統(tǒng)遵循的原理可以不同。②生態(tài)工程建設的目的就是遵循自然物質循環(huán)的規(guī)律，充分發(fā)揮資源的生產(chǎn)潛力，防止環(huán)境污染，達到經(jīng)濟效益和生態(tài)效益同步發(fā)展。③生態(tài)工程具有少消耗、多效益、可持續(xù)的特點。2.整體性原理和系統(tǒng)整體性原理的比較整體性原理指社會、經(jīng)濟、自然三方面協(xié)調統(tǒng)一，保障整個系統(tǒng)的穩(wěn)定與平衡。如林業(yè)建設中自然系統(tǒng)、社會與經(jīng)濟系統(tǒng)的關系問題，即種樹的同時考慮經(jīng)濟收入、糧食、燃料等問題。系統(tǒng)整體性原理指整體大于部分之和，目的是保持系統(tǒng)有很高的生產(chǎn)力，具體的說指互利共生的生物體現(xiàn)系統(tǒng)整體性原理，如藻類和珊瑚蟲、大豆和根瘤菌、地衣植物中藻類和真菌等。五、例題分析例1.請仔細讀圖，然后指出該生態(tài)農(nóng)業(yè)的優(yōu)點：（1）生態(tài)農(nóng)業(yè)設計的基本原理是①________________________________________________，②_________________________________________________________。（2）生態(tài)農(nóng)業(yè)的優(yōu)越性表現(xiàn)在_________________________________________________________________________________________________________________。（3）在“農(nóng)作物→豬→農(nóng)戶”這條食物鏈中，若農(nóng)作物通過光合作用產(chǎn)出300摩爾氧氣，則農(nóng)作物同時產(chǎn)出________摩爾葡萄糖，農(nóng)戶從豬中獲取的能量最多相當于_____________摩爾的葡萄糖。例2.下列不屬于生態(tài)工程建設目的的是（）A.對造成環(huán)境污染和破壞的傳統(tǒng)生產(chǎn)方式進行改善B.防止環(huán)境污染C.單純追求糧食產(chǎn)量D.促進人類社會和自然環(huán)境的和諧發(fā)展例3.我國在20世紀80年代興起?；~塘生產(chǎn)模式，實現(xiàn)了“原料——產(chǎn)品——原料一一產(chǎn)品”的循環(huán)生產(chǎn)模式，它不屬于（）A.生態(tài)經(jīng)濟 B.循環(huán)經(jīng)濟C.生態(tài)工程 D.生態(tài)農(nóng)業(yè)例4.如圖是“無廢棄物農(nóng)業(yè)”物質和能量流動圖，該圖所體現(xiàn)的主要生態(tài)工程原理是（）A.物種多樣性原理B.整體性原理C.物質循環(huán)再生原理D.協(xié)調與平衡原理例5.某些地區(qū)出現(xiàn)“前面造林，后面砍林”的現(xiàn)象，是因為發(fā)展中哪一原理失調造成的（）A.協(xié)調與平衡原理B.整體性原理C.系統(tǒng)結構決定功能原理D.系統(tǒng)整體性原理六、課后鞏固（一）選擇1.“1+1>2”是生態(tài)工程基本原理中的哪一個（）A.物種多樣性原理B.整體性原理C.協(xié)調與平衡原理D.系統(tǒng)學與工程學原理2.下列結構示意圖能體現(xiàn)系統(tǒng)學和工程學原理的是（）3.下列有關物種多樣性的敘述錯誤的是（）A.物種繁多使復雜的生態(tài)系統(tǒng)具有較高的抵抗力穩(wěn)定性B.生物多樣性程度高，各類生物的生存機會越多C.生物種類越繁多，引起病蟲害的幾率越大D.生物種類繁多，可以在有限的資源條件下，提高系統(tǒng)的生產(chǎn)力4.下列哪項敘述完全符合生態(tài)經(jīng)濟（）①建立“原料一產(chǎn)品一原料一產(chǎn)品”的無廢料生產(chǎn)體系②在資源不增加甚至減少的條件下實現(xiàn)經(jīng)濟增長③在經(jīng)濟產(chǎn)出不變甚至增加的條件下，向環(huán)境排放的廢棄物大大減少④先生產(chǎn)后治理，提高經(jīng)濟效益A.①② B.①②③C.②③ D.②③④5.我國西北土地沙化和鹽漬化非常嚴重，原因有多種，其中一個主要原因是超載放牧導致草地退化。試分析上述事實主要違背了生態(tài)工程的什么原理（）A.系統(tǒng)整體性原理B.協(xié)調與平衡原理C.物種多樣性原理D.整體性原理6.如圖說明我國現(xiàn)有的生產(chǎn)模式嚴重違反了什么生態(tài)工程原理（）A.整體性原理B.協(xié)調與平衡原理C.系統(tǒng)的結構決定功能原理D.物質循環(huán)再生的原理（二）填充題7.生態(tài)工程建設的目的是________________________________________。與傳統(tǒng)的工程相比，生態(tài)工程是一類________________________________。8.生態(tài)經(jīng)濟主要是通過實行“__________”的原則，使一個系統(tǒng)產(chǎn)出的___________，能夠成為本系統(tǒng)或者另一個系統(tǒng)的_______________，從而實現(xiàn)_____________，而實現(xiàn)_______________最重要的手段之一就是生態(tài)工程。9.下圖是我國華北平原某一較為原始的田園生態(tài)系統(tǒng)的示意圖，請據(jù)圖回答下列問題：（1）圖中______________為田園生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)者，之所以說它們是整個生態(tài)系統(tǒng)的生存基礎，主要是因為___________________________________________；之所說它們對維持生物圈的穩(wěn)定也有重要作用，是因為______________________。（2）圖中的鼠屬于__________________，其數(shù)量之所以能穩(wěn)定在一定水平，主要是因為_____________________________________________________。（3）近十年來，圖中的鷹、貓頭鷹和蛇的數(shù)量呈直線下降，其主要原因是__________________________________________________________________________________________________________________________________________。（4）隨著化工工業(yè)的發(fā)展，機動車輛的猛增，圖中的C時常是_________性，嚴重時會對動植物造成危害，C落入水和土壤中后，其中的_______________會被植物吸收利用，這是自然界中__________________元素循環(huán)的重要環(huán)節(jié)。（5）在右圖所示的坐標系中表示出圖中貓頭鷹和田鼠在較長時期內的數(shù)量變化及關系（提示：按自然條件考慮）。10.閱讀以下資料，回答下列問題：自2000年10月開展“南京莫愁湖物理生態(tài)示范實驗研究”開始，相繼引種了浮水植物、沉水植物共計10余種，在圍隔區(qū)內已經(jīng)形成了以沉水植物為優(yōu)勢的水生植物群落。試驗區(qū)內營養(yǎng)鹽的濃度得到有效控制，如試驗區(qū)內氨氮和總氮僅分別為試驗區(qū)外的1/13和1/5，有效地改善了水質。（1）此項生態(tài)工程依據(jù)的生態(tài)學原理有_____________、____________________、_______________________、________________________和___________________。（2）生態(tài)工程的調控機制是_________________________，主要利用的能源是____________。（3）一些發(fā)達國家的生態(tài)工程建設主要依據(jù)生態(tài)系統(tǒng)的____________________，達到了以________________為主，________________為輔的程度。而在我國的生態(tài)工程建設中，______________仍起著較大作用，強調按預期目標，因地制宜地調整復合生態(tài)系統(tǒng)的結構和功能。（4）生態(tài)工程的主要目的在于__________________________________________。

參考答案【例題分析】例1.【答案】（1）①生態(tài)系統(tǒng)中能量多級利用和物質循環(huán)再生②環(huán)境與經(jīng)濟協(xié)調發(fā)展（2）各種農(nóng)產(chǎn)品的生產(chǎn)互相協(xié)調，互惠互利，實現(xiàn)了能量和物質的多級利用（3）502【解析】本題考查農(nóng)村綜合發(fā)展型生態(tài)工程建設遵循的原理和優(yōu)勢，以及應用能力、理解分析能力等。生態(tài)農(nóng)業(yè)是運用生態(tài)學原理，在環(huán)境與經(jīng)濟協(xié)調發(fā)展的思想指導下，應用現(xiàn)代科學技術建立起來的多層次、多功能的綜合農(nóng)業(yè)體系。生態(tài)系統(tǒng)中能量多級利用和物質循環(huán)再生是生態(tài)學的基本理論，食物鏈是能量流動和物質循環(huán)的主渠道。這樣，各種農(nóng)產(chǎn)品的生產(chǎn)互相協(xié)調，互惠互利，實現(xiàn)了能量和物質的多級利用；人們可以利用生物種群之間的關系，對生物種群進行人為調節(jié)；用天敵減輕生物危害，用生產(chǎn)農(nóng)產(chǎn)品的廢棄物做飼料和肥料，減輕農(nóng)藥和化肥對環(huán)境的污染。能量和物質在食物鏈中傳遞按10％～20％逐級遞減。例2.C【解析】根據(jù)生態(tài)工程的概念可知，防止環(huán)境污染，對造成環(huán)境污染和破壞的傳統(tǒng)生產(chǎn)方式進行改善，促進人類社會和自然環(huán)境的和諧發(fā)展都是生態(tài)工程建設的目的。只有C項不正確，單純追求糧食產(chǎn)量有可能影響整個生態(tài)系統(tǒng)的和諧發(fā)展。例3.C【解析】本題原理是生態(tài)系統(tǒng)中物質循環(huán)再生產(chǎn)下產(chǎn)生的生態(tài)農(nóng)業(yè)中物質的多級利用，本題強調的是生產(chǎn)模式，生態(tài)工程與該模式有一定關系，但不屬于同一概念范疇。例4.C例5.B【課后鞏固】1-6DDCBBD9.【答案】(1)A和B它們能通過光合作用，使光能流入生物界，供生物的生命活動